[发明专利]一种模拟月基环境下不同深度激光辅助破岩装置

说明书

本发明提供了一种模拟月基环境下不同深度激光辅助破岩装置，包括激光发射组件、机械破岩组件和月基不同深度模拟组件，月基不同深度模拟组件包括真空抽取装置、实验箱、样品和压力环境模拟装置，压力环境模拟装置包括轴压模拟装置和围压模拟装置，轴压模拟装置设置于样品上部，用于对样品设置不同的轴向压力，围压模拟装置设置于样品侧部，用于对样品设置不同的围压。与现有技术相比，本发明通过激光发射组件、机械破岩组件和月基不同深度模拟组件之间的相互配合，在地球上能够模拟钻进过程的激光辅助破岩在不同深度月基环境下的工作状态，便于研究改进月球钻进设备，提高钻进设备的效率、精度、寿命等性能。

技术领域

本发明属于深空探测技术领域，具体涉及一种利用激光作用在模拟月基环境下进行不同深度辅助破岩的装置。

背景技术

月球作为地球唯一的天然卫星和最近的天体，随着地球资源与地面空间开发利用的日益紧张，开展月球地下空间勘探开发及月球资源探测利用成为主流趋势。通过钻进取芯来获取月岩样品进行研究是了解月壤、月岩的物理力学性质，进一步形成月球矿产资源勘探、采矿等一系列深空资源开发的基础，目前对于月球表面昼夜温差大、真空、低重力等极端环境下进行钻取月球样品的技术和设备仍需要进行研究与探索。

在现有技术中，大多是采用同一深度机械破岩设备，但是在月球环境下存在不同的深度环境，不同的深度环境对月球样品产生的压力大小不同，此技术方案仅仅在同一深度环境下进行月球样品钻取，无法得到不同压力的钻取情况，使实验数据的局限、单一，缺乏准确性和可靠性。其次，月球环境不同于地球环境，存在微重力、超真空、极大温差等极端环境的影响，使得在月球环境下，机械钻进设备的大小，钻进设备的功率和钻杆更换都存在限制，导致钻进设备效率低、寿命短以及精度低等问题。

为此，研究一种利用激光作用在模拟月基环境下进行不同深度辅助破岩的装置，在发射前在地球上模拟不同深度月基环境进行月球钻进、冲击等采样设备的性能测试，便于科学家研究不同深度月球钻进中遇到的问题，降低钻进设备采样时出现事故的概率，同时降低破岩难度，减少机械磨损，节约破岩能源，提高破岩效率和精度成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种模拟月基环境下不同深度激光辅助破岩装置。

具体通过以下技术方案实现：

在一个具体实施例中，一种模拟月基环境下不同深度激光辅助破岩装置，包括激光发射组件、机械破岩组件和月基不同深度模拟组件，

所述机械破岩组件一端与所述激光发射组件连接，另一端设置于所述月基不同深度模拟组件上方，所述激光发射组件用于辅助所述机械破岩组件进行破岩，

所述月基不同深度模拟组件包括真空抽取装置、实验箱、样品和压力环境模拟装置，

所述压力环境模拟装置和所述样品设置于所述实验箱内部，所述真空抽取装置设置于所述实验箱外部，

所述压力环境模拟装置包括轴压模拟装置和围压模拟装置，

所述轴压模拟装置设置于所述样品上部，用于对所述样品设置不同的轴向压力，

所述围压模拟装置设置于所述样品侧部，用于对所述样品设置不同的围压。

在一个具体实施例中，所述轴压模拟装置包括轴压压头，所述轴压压头与所述样品的上部紧密贴合，所述轴压压头用于控制所述样品的轴压值；所述围压模拟装置包括液压油，所述液压油与所述样品的侧部紧密贴合，所述液压油用于控制所述样品的围压值。

在一个具体实施例中，所述实验箱包括密封件和箱体，所述样品置于所述箱体的底部；所述密封件置于所述箱体的上部，所述密封件与所述箱体密封连接，使所述实验箱处于密封状态。